[发明专利]一种采用增材制造技术制备的磁芯结构以及其应用

摘要

本发明属于磁芯技术领域，具体公开了一种采用增材制造技术制备的磁芯结构，包括包覆物，其特征在于所述包覆物为中空结构包覆物，所述中空结构包覆物底部设置有凹环形堆叠层形成与外界连通的整体，所述整体的外侧通过增材制造技术堆叠硬磁材料形成中间层，在中间层的外侧在通过增材制造技术堆叠包覆MnZn铁氧体软磁材料形成外层。本发明的磁芯采用增材制造技术，配合异质磁性材料依次堆叠而成，三层异质磁性材料构成的堆层结构，工艺路线简单而无需另行软硬磁配对粘合，确保了磁芯的高稳低损耗和磁性号的控制，极大简化了成型工艺，实现了装配效率的提升。同时，设置中空结构，可置放磁敏元件，扩展了该磁芯在传感器和控制器领域的用途。

主权项

一种采用增材制造技术制备的磁芯结构，包括包覆物，其特征在于：所述包覆物为中空结构包覆物，所述中空结构包覆物底部设置有凹环形堆叠层形成与外界连通的整体，所述整体的外侧通过增材制造技术堆叠硬磁材料形成中间层，在中间层的外侧在通过增材制造技术堆叠包覆MnZn铁氧体软磁材料形成外层；所述中空结构包覆物内放置有磁敏元件；所述的磁敏元件为干簧管或磁阻；所述中空结构包覆物内放置有直接实现电连接或实现通断信号输出的动作机构；所述凹环形堆叠层为掺杂稀土的MnZn铁氧体软磁材料；所述的掺杂稀土的MnZn铁氧体软磁材料包括以下重量份组分物质Fe2O3 53‑57、MnO 38‑42、ZnO 10‑14、纳米二氧化钛6‑10、纳米四氧化三铁4‑10、纳米氧化锆3‑5、纳米五氧化二钒5‑9、纳米氧化钴3‑9、纳米碳酸钙5‑9、纳米碳酸锶3‑5、纳米二氧化硅气凝胶9‑10、壳聚糖3‑5、氨水3‑4、适量的醋酸钠溶液、适量的甘油、适量的去离子水；所述的掺杂稀土的MnZn铁氧体软磁材料的制备方法如下：(1)将Fe2O3、MnO、ZnO、纳米四氧化三铁混合，加入总重量3‑4倍的甘油搅拌均匀后，采用行星式球磨机湿磨3h，然后在100℃烘干30‑40min，趁热加入壳聚糖以及总重量2‑3倍的醋酸钠溶液，混合搅拌均匀后，再次然后再次在100℃烘干25‑35min，再次用球磨机研磨20‑30min之后，放入马弗炉中，并在惰性气体氩气和氧气的氛围中煅烧3‑4h，得预烧粉备用，其中氩气和氧气的质量比为2：3；(2)将预烧粉、纳米二氧化钛、纳米四氧化三铁、纳米氧化锆、纳米五氧化二钒、纳米氧化钴、纳米碳酸钙、纳米碳酸锶、氨水以及总重量2‑3倍的去离子水混合搅拌均匀，用行星式球磨机湿磨2h，然后在100℃烘30‑40min干燥过筛，随后放入马弗炉在1100℃下煅烧2.5h得再次烧结粉备用，(3)将再次烧结粉、纳米二氧化硅气凝胶以及总重量8‑9倍的去离子水混合，搅拌，过滤，冲洗3‑5次，将滤渣先在110℃烘25‑35min干燥，随后放入马弗炉按照一定的升温速度从110℃生至1360℃保温6h，进行平衡气氛烧结，然后降温至室温，即得，其中升温速率为200℃/h，然后从1360℃降低至室温，降温速度为100℃/h维持5h，然后200℃/h。